连杆机构的分析和设计讲义资料.ppt

第三章 连杆机构的分析和设计
本节教学目标
◆明确机构运动分析的目的和方法。
◆ 理解速度瞬心(绝对瞬心和相对瞬心)的概念，并能运用三心定理确定一般平面机构各瞬心的位置。
◆ 能用瞬心法对简单平面高、低副机构进行速动简图；
②求瞬心的位置；
③求出相对瞬心的速度;
④求构件绝对速度V或角速度ω。
瞬心法的优缺点：
①适合于求简单机构的速度，机构复杂时因瞬心数急剧增加而求解过程复杂。
②有时瞬心点落在纸面外。
③仅适于求速度V,使应用有一定局限性。精度不高。
3. 速度瞬心的应用
解：P24 是相对速度瞬心，即是构件2、4上具有同一速度的重合点，所以有
(1) 铰链四杆机构
如图 所示，比例尺为μl (单位为m/mm)的铰链四杆机构，若已知原动件2以角速度ω2 顺时针方向回转，求从动件4的角速度ω4 。
根据瞬心 P24 的速度方向可知，构件4 的旋转方向为顺时针。
图 铰链四杆机构
则有
ω2 P12P24 μl=ω4 P14P24 μl
ω4 = ω2 P12P24/ P14P24 (3－2)
P24
P13
P14
P34
P23
P12
ω4
1
4
2
3
ω2
用瞬心法作机构的速度分析
速度瞬心法在平面机构速度分析中的应用
已知：构件2的角速度ω2和长度比例尺μl ;
求：VE和ω4=？ ω3？
各瞬心如图所示，因在P24点，构件2和4的绝对速度相等 ，故
ω2 （P24 P12） μl = ω4 （P24 P14） μl ，得：
用瞬心法作机构的速度分析
P24
P13
P14
P34
P23
P12
ω4
1
4
2
3
ω2
E
(2) 曲柄滑块机构
如图所示，比例尺为μl　的曲柄滑块机构，若已知原动件2的角速度为ω2 ，求图示位置时从动件4的移动速度V4 。
曲柄滑块机构
解: 如图求得构件2、4的相对瞬心 P24 后，由于P24为该两构件速度相等的点，从而有构件4 的运动方向即瞬心 P24 的速度方向，水平向左。
V4 = VP24 = ω2 P12P24 μl
P14
8
P23
P12
P34
2
4
1
3
ω2
V4
P24
P13
用瞬心法作机构的速度分析
(3) 正弦机构
P14
ω1
1
2
3
4
P12
P24→∞
P23→∞
P34→∞
P13
P34→∞
V3
φ1
如图所示，比例尺为μL　的正弦机构，若已知原动件1的角速度为ω1 ，求图示位置时从动件3的移动速度V3 。
图 　正弦机构
解: 如图求得构件1、3的相对瞬心 P13 后，由于P13为该两构件速度相等的点，从而有构件3 的运动方向即瞬心 P13 的速度方向，垂直向上。
V3 = VP13 = ω1 P14P13 μL
用瞬心法作机构的速度分析
(4) 凸轮机构
解： 如图过高副元素的接触点K作其公法线n-n，则此公法线n-n与瞬心连线 P12P13 的交点即为构件2与3的相对瞬心 P23。由于构件2、3在 P23 速度相等，从而有
若已知原动件2的角速度为ω2，求图示位置时从动件3的移动速度V3。
构件3的运动方向即瞬心 P23 的速度方向，垂直向上。
V3 = VP23 = ω2 P12 P23 μl
凸轮机构
P12
P23
1
3
2
K
ω2
P13
8
n
n
用瞬心法作机构的速度分析
已知： 构件1的角速度ω1 和长度比例尺μl
求：从动件2 的速度V2；
解：由直接观察法可得P01和P02 ，由三心定理可得P12，如图所示。由瞬心的概念可知：
用瞬心法作机构的速度分析
速度瞬心法应用例题分析一
求齿轮机构传动比i23。
1）
解：
2）求出P12 、 P13 、 P23
P23位于P12与P13连线上，为公法线n-n与齿轮连心线交点。
P23
速度瞬心法应用例题分析二
用瞬心法作机构的速度分析
图所示所示的平面组合机构中，已知机构作图的比例尺μl，及构件1 的角速度 ，求图示位置构件4的线速度 。
3 用相对运动图解法作平面机构的运动分析
学****要求
掌握相对运动图解法， 能正确地列出机构的速度和加速度矢量方程，准确地绘出速度和加速度图，并由此解出待求量。
主要内容
同一构件上两点间的速度和加速度关系
移动副